나노기술 및 정책 정보

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● 독일 Frank Wurthner 교수(Julius-Maximilians-Universitat Wurzburg) 연구팀은 수소의 지속 가능한 생산을 위해 식물의 광합성 시스템 중 광계II를 모방하여 인공촉매를 합성

● 식물은 물 분해 과정에서 수소를 얻고자 전자와 양성자를 제거하고 산소 방출 과정을 촉매하는 4개의 망간 원자로 구성된 효소 복합체를 가지는데, 연구팀은 이와 유사하게 3개의 루테늄 중심과 거대 고리구조를 갖는 물의 산화반응 촉매 효소를 합성했으며, 단일 루테늄 중심으로도 식물의 광계와 비슷한 촉매 활성을 보이는 데 성공

● 이는 연구팀이 만든 루테늄 주변 인공 주머니 구조가 수소이온/전자 결합 전달(Proton-coupled electron transfer, PCET)을 위해 이동하는 물 분자들을 루테늄 중심 앞으로 정확하게 배열시킴으로써 가능하게 함

● 이 원리는 태양 빛을 이용하여 물을 분해하는 인공장치에도 적용 가능할 것으로 기대

Nature Catalysis(2022.10.03.), Enzyme-like water preorganization in a synthetic molecular cleft for homogeneous water oxidation catalysis